PLC用于懸鏈自動(dòng)控制系統(tǒng)的升級(jí)改造

　[摘要]本文主要介紹對(duì)卡車公司車身第一涂裝線懸鏈電氣控制系統(tǒng)的升級(jí)改造，目的使老設(shè)備發(fā)揮更大的作用、降低故障率和提高可操作性。
　　
　　一． 引言
　　卡車公司第一涂裝線建于80年代初期，由德國(guó)工控公司設(shè)計(jì)施工，電氣控制采用繼電器控制系統(tǒng)，復(fù)雜系數(shù)相當(dāng)高，可謂繼電器控制系統(tǒng)典范，隨著時(shí)代的發(fā)展，原控制原理已經(jīng)落后，而且接線復(fù)雜，其維護(hù)和改進(jìn)都比較困難，由于使用時(shí)間過長(zhǎng)，電氣元件不斷老化，故障增多，而且故障點(diǎn)不易查找，以不能滿足生產(chǎn)要求，因此，我們對(duì)懸鏈系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，采用PLC控制系統(tǒng)，其性能穩(wěn)定且造價(jià)低廉，增加了故障顯示功能，大大改善了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，使生產(chǎn)效率提高，設(shè)備維修方便。 
　　 
　　二． 設(shè)備改造前存在的問題，改造工作原理及方案
　　1．改造前存在的問題
　　 ① 經(jīng)常出現(xiàn)安全事故和制約生產(chǎn)
　　原系統(tǒng)采用繼電器控制，其控制原理落后、接線復(fù)雜，安全措施不夠全面，經(jīng)常出現(xiàn)室體大門誤動(dòng)作擠壞駕駛室的事故，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致駕駛室報(bào)廢，從而給企業(yè)帶來不必要的損失，也嚴(yán)重制約著生產(chǎn)節(jié)拍。
　　 ② 維修困難和維修費(fèi)用過高
　　由于使用時(shí)間過長(zhǎng)，電氣元件不斷老化，故障增多，而且故障點(diǎn)不易查找，從而導(dǎo)致維修時(shí)間過長(zhǎng)，維修費(fèi)用過高，由于系統(tǒng)誤動(dòng)作或其他原因?qū)е轮骺亟佑|器和保險(xiǎn)頻繁損壞，平均每月至少要更換4臺(tái)接觸器，大大提高了維修成本。
　?、?nbsp;可操作性太差 
　　由于本系統(tǒng)控制原理復(fù)雜、連鎖較多，使用了相當(dāng)多的中間繼電器，在操作中經(jīng)常需要操作人員用手去按繼電器輔助系統(tǒng)工作，一是操作人員的人身安全難以保障，二是由于操作失誤或操作不熟練造成的故障較多，從而使電氣維修人員排查起來相當(dāng)困難。
　　
　　2．系統(tǒng)工作原理
　　 我們?cè)诹魉a(chǎn)過程中工件一直懸掛在掛具上面，由懸鏈實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、擺動(dòng)及工位循環(huán)，依次經(jīng)過的工序有預(yù)處理----電泳----水洗----烘干，然后下線，也就是說如果懸鏈出現(xiàn)問題，標(biāo)志著整條生產(chǎn)線無發(fā)正常運(yùn)行，這也是我們選擇對(duì)其進(jìn)行技術(shù)升級(jí)的原因，由于其控制原理復(fù)雜，在此我們只做簡(jiǎn)單講述：系統(tǒng)上電運(yùn)行后，懸鏈無動(dòng)作，當(dāng)電泳升降機(jī)發(fā)送給本系統(tǒng)一個(gè)擺動(dòng)信號(hào)時(shí)，懸鏈以0.5米為單位的行程低速循環(huán)擺動(dòng)，同時(shí)，發(fā)送給預(yù)處理系統(tǒng)一個(gè)噴淋信號(hào)，此時(shí)預(yù)處理系統(tǒng)為本工位工件進(jìn)行前處理工作，（為電泳做準(zhǔn)備），當(dāng)預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)本工位工件處理完畢后再將信號(hào)反饋給本系統(tǒng)，此時(shí)懸鏈擺動(dòng)一個(gè)循環(huán)后返回原點(diǎn)，（停止擺動(dòng)），同時(shí)，將擺動(dòng)完成信號(hào)發(fā)送給電泳升降機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)電泳完成后再把此信號(hào)反饋給本系統(tǒng)，此時(shí)本系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)開門信號(hào)分別去預(yù)處理和電泳系統(tǒng)，電泳和預(yù)處理大門打開，當(dāng)開門信號(hào)反饋給本系統(tǒng)后，懸鏈以高速運(yùn)行使工件移動(dòng)一個(gè)工位，當(dāng)移動(dòng)完成后，本系統(tǒng)再發(fā)送關(guān)門信號(hào)去預(yù)處理和電泳系統(tǒng)，電泳和預(yù)處理大門關(guān)閉，并將信號(hào)反饋給本系統(tǒng)，本系統(tǒng)再發(fā)送一個(gè)正常運(yùn)行信號(hào)去電泳升降機(jī)，此時(shí)可以推進(jìn)升降機(jī)進(jìn)行電泳，同時(shí)懸鏈以0.5米為單位低速循環(huán)擺動(dòng)，至此，工件完成了一個(gè)工位的循環(huán)。
　　
　　3．改造方案
　　 本著降低改造成本的原則，我們選用三菱FX系列PLC做主控，為了提要系統(tǒng)可靠性，外部我們選用OMRON小型密封繼電器、新華空氣開關(guān)和接觸器、施耐德按鈕及信號(hào)指示燈，保留其原有遠(yuǎn)程控制線路及行程開關(guān)，控制柜內(nèi)部重新布線。
　　
　　 硬件部分：
　　 三菱FX1N做主控，輸入信號(hào)本著從內(nèi)到外的的原則布線即X000—X010為本操作面板按鈕信號(hào)，X011—X037為連鎖和外部行程開關(guān)信號(hào)，部分輸入信號(hào)采用繼電器過度。輸出信號(hào)全部使用OMRON小型密封繼電器過度，以提高PLC的使用壽命和系統(tǒng)可靠性。外部連鎖信號(hào)本著先預(yù)處理后電泳的原則布線，使檢查維修更加有條序性，部分按鈕使用雙功能，即在自動(dòng)和手動(dòng)兩種狀態(tài)下，同一個(gè)按鈕發(fā)揮兩種不同的功能。部分信號(hào)指示燈使用雙顯功能，即同一個(gè)信號(hào)燈以一秒時(shí)鐘脈沖閃爍為一種信號(hào)狀態(tài)或一個(gè)故障信號(hào)，常亮為一種信號(hào)狀態(tài)或一個(gè)故障信號(hào)，這樣可以顯示更多的故障信號(hào)和運(yùn)行信號(hào)，為維修和操作帶來方便，同時(shí)節(jié)約成本。
　　 軟件程序部分：
　　 編程語(yǔ)言采用邏輯梯形圖編程，大部分輸入信號(hào)均設(shè)PLC內(nèi)部中間繼電器過度，便于故障記錄查詢和程序連鎖，部分信號(hào)采用上升沿和下降沿控制，以防止信號(hào)誤動(dòng)作或其他干擾，提高系統(tǒng)安全性和可靠性，大部分內(nèi)部中繼采用置位/復(fù)位指令，便于狀態(tài)保留。程序設(shè)計(jì)中，針對(duì)原系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)事故和故障的環(huán)節(jié)進(jìn)行了細(xì)致的分析，增加了多條安全保護(hù)程序和故障顯示程序，按鈕信號(hào)通過“手動(dòng)/自動(dòng)”在程序中實(shí)現(xiàn)兩種狀態(tài)，而且部分按鈕信號(hào)使用上升/下降沿指令，從而提高可操作性和避免誤操作，程序中使用了一個(gè)強(qiáng)制信號(hào)，便于故障自動(dòng)修復(fù)。故障顯示程序使用雙故障條件，實(shí)現(xiàn)一個(gè)指示燈兩種故障顯示。
　　三． 實(shí)施注意事項(xiàng)及內(nèi)容
　　1． 重點(diǎn)部分
　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在原控制系統(tǒng)的分析和PLC程序設(shè)計(jì)部分
　　由于原系統(tǒng)工作原理復(fù)雜，聯(lián)鎖信號(hào)繁多，我們必須對(duì)其進(jìn)行徹底的研究分析，搞清工作原理，取出所有聯(lián)鎖信號(hào)，針對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)事故和故障的環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，并且制定出解決方案。在PLC程序部分，重點(diǎn)也是聯(lián)鎖信號(hào)，中繼均使用置位/復(fù)位指令，安全保護(hù)程序必須要全面、有效。
　　2． 難點(diǎn)部分
　　本系統(tǒng)施工的難點(diǎn)在遠(yuǎn)程線路輸入/輸出部分。
　　 由于繼電器控制和PLC控制的設(shè)計(jì)思路和施工布線有些區(qū)別，我們?cè)诒Ａ粼h(yuǎn)程線路和開關(guān)的基礎(chǔ)上，必須對(duì)原線路進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量、改造，原所有急停線路均串聯(lián)在一塊返回控制柜，這樣我們就無法對(duì)信號(hào)的來源進(jìn)行區(qū)分，對(duì)此，我們拆除原急停線路，使用原急停指示燈線路做遠(yuǎn)程急停線路，其他線路根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行改進(jìn)。